拉曼光谱在医学中的应用研究+文献综述(2)
拉曼光谱的产生与分子的振动和转动有关，散射光的频率相对入射光频率的改变量称为拉曼位移，它只受散射分子本身的结构的影响，而与入射光的频率无关，散射分子振动能级的改变决定了拉曼位移的大小，这是拉曼光谱作为分子结构定性分析的依据。由于水的拉曼光谱很弱，谱图有很简单，因此拉曼光谱能在接近自然状态、活性状态下来对生物组织进行研究，获取相关的结构及其变化信息，为相关的医学研究提供了一种强有力的手段。
2. 拉曼光谱在细胞检测方面的应用
癌症作为危害人类健康的一大顽疾，它的各方面的研究进展一直备受世人的关注，由于治愈癌症的研究工作一直并未取得突破性的进展，对于癌症的及早发现就显得特别重要，癌细胞的检测就逐渐地引起人们的重视。拉曼光谱作为一种方便快速的检测方法，在细胞检测方面有着极大地应用前景，又由于它不会对待测组织造成损伤，用其进行人体癌细胞的检测时不会对人体造成伤害，因此，拉曼光谱已经开始进入研究人员的视野。
在对食道癌进行早期诊断的研究中，周雪等人希望通过对食道癌患者以及正常人的血红蛋白的拉曼光谱研究[4]找到一种适合于食道癌早期诊断的手段。他们对所得到的食道癌患者和正常人的血液样本进行了处理，提取出血液样本中的血红蛋白，并排除杂质细胞的干扰，将制好处理好的血红蛋白溶液通过拉曼光谱仪进行光谱检测，得到食道癌患者与正常人的血红蛋白的拉曼光谱图像。通过对拉曼光谱的分析可知，食道癌患者的血红蛋白的拉曼光谱的主要特征峰强度在600～1500cm-1区域内低于正常人，根据特征峰的归属可以判定，络氨酸，苯丙氨酸等血红蛋白中的成分的振动数量食道癌患者的没有正常人的高，同时从光谱图中得到的正常人的血红蛋白中处于低自旋态的铁离子比食道癌患者的少，处于高自旋态的铁离子比食道癌患者的多，这一信息也是吻合癌症患者血样较易溶血的现象的，这就说明了拉曼光谱图像结果的可靠性。同时，他们还通过主成分分析的方法对所得的拉曼光谱的谱峰进行了归一化处理，并通过判别分析法对食道癌的特异性和灵敏度进行了计算，高达92.75%总判别率说明了其在食道癌早期诊断中的良好效果。
图1 20例正常人和21例食道癌患者的血红蛋白的平均了拉曼光谱
表1 分类结果 预测成分
组织 正常组织 癌组织 总计
原始
计数
（%） 正常组织 19 1 20
癌组织 2 19 21
正常组织 95 5 100
癌组织 9.5 90.5 100
除了癌症外，在神经系统疾病中，由于BMSCs（骨髓间充质干细胞）的糖原、非特异性酯酶阳性的特点不足以作为鉴别其特异性的标志，所以如何修复和替代损伤的神经元细胞以达到治疗彻底的目的也是摆在医疗工作者面前的一道难题。而构成干细胞的蛋白质、核酸、脂类、糖等在细胞分化的过程中在构型、构象、含量等都是有差异的，而这些差异在拉曼光谱的图像中都是能够反映出来的，基于此，张晓利等人对BMSCs及其分化的NCs（骨髓间充质干细胞分化的神经细胞）的拉曼光谱进行了研究[5]。他们将从大鼠骨髓腔中得到的细胞经过合理的处理之后制成细胞液，再利用倒置显微镜观察并记录细胞的形态和生长状态，根据观察和记录的结果适时对培养液进行相应的处理，直到细胞传至第三代时，将所得细胞用骨髓间充质干细胞预诱导液进行24的预处理后换用骨髓间充质干细胞诱导液进行诱导培养，再对培养的细胞进行观察和记录，直到细胞形态无明显变化为止。将所得固定形态的细胞进行消化、离心、清洗等处理后制备成样品，运用拉曼光谱仪对样品进行光谱测试，得到相应的拉曼光谱图像。通过对光谱的分析可以知道，在骨髓间充质干细胞的拉曼光谱图像中，存在代表着络氨酸和磷脂C-N振动的拉曼峰，而在神经细胞内这两个拉曼峰则消失了，同时在神经细胞内消失的还有1573cm-1处代表鸟嘌呤和腺嘌呤振动的拉曼峰。除了消失的特征峰外代表脂类C-O拉伸振动的拉曼峰在两种细胞中的位置也发生了改变，由在骨髓间充质干细胞的1738cm-1处移到了神经细胞中的1746cm-1处。这些光谱峰的差异说明了用拉曼光谱的方法鉴别骨髓间充质干细胞及其分化的神经细胞的可行性，为骨髓间充质干细胞早日在临床上应用于神经系统疾病的治疗提供了有效的参考。